मस्तिष्क का नक्शा बनाने के लिए एक 'बारकोड' विकसित करें

WEDNESDAY, अक्टूबर 24, 2012
जर्नल 'पीएलओ बायोलॉजी' में प्रकाशित एक निबंध में, कोल्ड स्प्रिंग हार्बर प्रयोगशाला (न्यू यॉर्क) के न्यूरोसाइंटिस्टों की एक टीम ने पूरे माउस ब्रेन के न्यूरोनल कनेक्टिविटी ('कनेक्टमोन') की क्षमता को निर्धारित करने के लिए एक क्रांतिकारी नए तरीके का प्रस्ताव दिया है। '।
प्रोफेसर एंथोनी जेडोर के नेतृत्व में टीम का उद्देश्य न्यूरोनल कनेक्टिविटी का पूरा विवरण प्रदान करना है। वर्तमान में, उच्च सटीकता के साथ इस जानकारी को प्राप्त करने का एकमात्र तरीका इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा प्रत्येक कोशिका के सिंक के परीक्षण पर आधारित है; लेकिन विधि धीमी, महंगी है और बहुत काम की आवश्यकता है।
अब, Zador और उनके सहयोगियों ने व्यक्तिगत न्यूरॉन्स के रूप में एक ही संकल्प में न्यूरोनल सर्किट की कनेक्टिविटी का परीक्षण करने के लिए उच्च-प्रदर्शन डीएनए अनुक्रमण का प्रस्ताव दिया है। शोधकर्ता के अनुसार, "हम इसे एक ऐसी प्रक्रिया के माध्यम से करने का इरादा रखते हैं जिसे हम विकसित कर रहे हैं, जिसे BOINC कहा जाता है: प्रत्येक तंत्रिका कनेक्शन का बारकोड।"
यह प्रस्ताव ऐसे समय में आया है जब संयुक्त राज्य अमेरिका की कई वैज्ञानिक टीमें स्तनधारियों में मस्तिष्क कनेक्शन के मानचित्रण के अपने प्रयासों में प्रगति कर रही हैं। ये अध्ययन मेसोस्कोपिक पैमाने पर तंत्रिका कनेक्टिविटी को मैप करने के लिए ट्रेसर रंजक या वायरस के इंजेक्शन का उपयोग करते हैं - एक मध्य-श्रेणी का रिज़ॉल्यूशन जो मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच न्यूरोनल फाइबर को ट्रैक करना संभव बनाता है।
हालांकि, Zador टीम व्यक्तिगत न्यूरॉन्स के जोड़े के बीच सिनैप्टिक संपर्कों के स्तर पर पूर्वोक्त मेसोस्कोपिक पैमाने से परे कनेक्टिविटी का पता लगाना चाहती है। BOINC बारकोड तकनीक, Zador के अनुसार, "एक सर्किट द्वारा निष्पादित प्रक्रियाओं का एक तत्काल दृश्य प्रदान कर सकती है।" दूसरी ओर, BOINC विधि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी पर आधारित दृष्टिकोणों की तुलना में बहुत तेज और सस्ती होने का वादा करती है।
BOINC विधि में तीन चरण होते हैं। सबसे पहले, प्रत्येक न्यूरॉन को एक विशिष्ट डीएनए बारकोड के साथ टैग किया जाता है - एक बारकोड जिसमें डीएनए के केवल 20 यादृच्छिक 'अक्षर' शामिल होते हैं, एक अरब न्यूरॉन्स को टैग कर सकते हैं, माउस मस्तिष्क में उन लोगों की तुलना में कई अधिक ।
दूसरा चरण न्यूरॉन्स पर केंद्रित है जो सिनैप्टिक रूप से जुड़े हुए हैं और उनके संबंधित बारकोड सहयोगी हैं। यह एक वायरस द्वारा प्राप्त किया जाता है - जैसे कि स्यूडोराबीज़ वायरस - जो कि synapses के माध्यम से आनुवंशिक सामग्री को स्थानांतरित कर सकता है। Zador बताते हैं, "वायरस को synapses के माध्यम से बारकोड साझा करने के लिए, बारकोड को अपने आनुवंशिक अनुक्रम के भीतर ले जाने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, " Zador बताते हैं, "वायरस सिनेप्स के माध्यम से फैलता है, प्रत्येक के बाद न्यूरॉन एक बार कोड बैग के साथ समाप्त होता है, जिसमें उसका अपना कोड और उसके सिनैप्टिक रूप से युग्मित साझेदार शामिल होते हैं। "
विधि के तीसरे चरण में डीएनए के अलग-अलग टुकड़े बनाने के लिए सिनैप्टिकली कनेक्टेड न्यूरॉन्स के बार कोड्स के संघ में होते हैं, जो तब उच्च अनुक्रमण प्रदर्शन विधियों के माध्यम से पढ़ा जा सकता है। इन दोहरे बारकोड अनुक्रमों को कम्प्यूटेशनल रूप से मस्तिष्क के सिनेप्टिक वायरिंग आरेख को प्रकट करने के लिए गणना की जा सकती है।
एक साथ लिया गया, जेडोर कहते हैं, अगर BOINC परीक्षण चरण से गुजरता है, तो यह एक संयोजी मानचित्र बनाने के लिए कम लागत और तेज़ तरीका प्रदान करेगा, जिसमें स्तनधारी मस्तिष्क परिसरों भी शामिल हैं।

स्रोत: www.DiarioSalud.net